不同生育時期黃瓜根際土壤微生物數(shù)量及酶活性的動態(tài)變化

不同生育時期黃瓜根際土壤微生物數(shù)量及酶活性的動態(tài)變化

隨著植物結(jié)構(gòu)的調(diào)整，日光溫室和溫室區(qū)域的增加，安裝環(huán)境為蔬菜病蟲害的發(fā)生和發(fā)展提供了適宜的條件，導(dǎo)致各種蔬菜的種類、數(shù)量和危害逐年增加，嚴(yán)重影響了蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。黃瓜枯萎病是一種嚴(yán)重危害黃瓜的土傳性真菌病害,其病原為鐮孢菌屬的尖孢鐮刀菌Fusariumoxysporum,一般發(fā)病率為20%~50%,嚴(yán)重時可達(dá)80%以上。長期以來對其防治主要依賴于化學(xué)農(nóng)藥,施用化學(xué)農(nóng)藥雖有一定的效果,但對人畜健康的影響及其對生態(tài)環(huán)境的威脅日益受到社會的普遍關(guān)注,因此生物防治以其無污染、持效期長、環(huán)境兼容性好的特點(diǎn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中愈來愈顯得重要。宋以星利用芽孢桿菌B1在苗期防治黃瓜枯萎病菌,其防效達(dá)70.10%。滕安娜利用木霉防治黃瓜枯萎病菌,其效果顯著。郭敏、王光華等利用2株生防菌防治黃瓜枯萎病,明顯且具有增效作用。段春梅等施用由3種放線菌組成的放線菌劑可顯著促進(jìn)黃瓜生長發(fā)育,并使黃瓜產(chǎn)生誘導(dǎo)抗性。陳雪麗、王茹等研究表明,植物對土傳病害的抗性與根際土壤微生物關(guān)系密切。而土壤中微生物類群與土壤酶的活性密切相關(guān),土壤酶作為土壤質(zhì)量的生物活性指標(biāo)一直是土壤酶學(xué)研究的重點(diǎn),并逐漸成為土壤微生物生態(tài)效應(yīng)研究的重要方向和領(lǐng)域,其活性的大小可以較敏感地反映土壤中生化反應(yīng)的方向和強(qiáng)度。目前雖已在這方面開展了大量的工作,但就不同種單一生防菌株對根際土壤中微生物數(shù)量及酶活的影響差異尚未見報(bào)道。該研究利用試驗(yàn)室篩選到的拮抗土傳真菌病害生防效果明顯的3株不同菌株,探討其施入后對黃瓜根際土壤微生物數(shù)量及土壤酶活性的影響及動態(tài)變化,為復(fù)合微生態(tài)生物制劑的研制提供理論依據(jù)和前期基礎(chǔ)。1材料和方法1.1培養(yǎng)菌種:d、放線菌供試品種“津春2號”黃瓜。供試生防菌株:木霉菌、細(xì)菌D、放線菌317,每種菌采用適宜的方法單獨(dú)培養(yǎng),收集相應(yīng)的芽孢及孢子,播種時每穴加入菌液(孢子含量達(dá)109cfu/mL)30mL,對照處理加入等量水。1.2統(tǒng)一大小的花鏡見圖2供試土壤為多茬黃瓜連作土壤,加入適量蛭石(20%),混勻后以相同的量(4.5kg)裝入統(tǒng)一大小的花盆中。于6月8日種植。處理1:接種D細(xì)菌,處理2:接種317放線菌,處理3:接種木霉,處理4:清水對照,分別在黃瓜的苗期6月25日、花期7月15日、瓜期8月4日、拉秧期8月24日,4個不同時期取黃瓜的根際土壤。1.3項(xiàng)目測量1.3.1放線菌、細(xì)菌的培養(yǎng)稱取10g采集的新鮮根際土樣放入90mL無菌水中,在搖床上以200r/min的轉(zhuǎn)速震蕩30min將不同處理樣品液倍比稀釋涂布平板,(30±1)℃培養(yǎng)2~4d后,記錄可培養(yǎng)真菌、放線菌、細(xì)菌的數(shù)量。1.3.2溫度對哌酶活性的影響將根際土壤自然蔭干后,研磨過80目的篩子后,測定土壤中脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶。土壤脲酶活性用靛酚藍(lán)比色法測定,以24h內(nèi)1g土產(chǎn)生的NH3-N數(shù)(mg)表示;過氧化氫酶活性用高錳酸鉀滴定法測定,以1g土消耗0.1mol/LKMnO4數(shù)(mL)表示;蔗糖酶活性用3,5-二硝基水楊酸比色法測定,以24h內(nèi)1g土產(chǎn)生的葡萄糖數(shù)(mg)表示。1.3.3培養(yǎng)基的制備測定土壤細(xì)菌、放線菌、真菌、尖孢鐮刀菌數(shù)量,微生物計(jì)數(shù)采用傳統(tǒng)的方法,細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,放線菌采用改良髙氏1號培養(yǎng)基,真菌采用PDA培養(yǎng)基。1.3.4接種率i2結(jié)果與分析2.1不同時期的黃瓜苗際土壤中微生物數(shù)量的動態(tài)變化不同2.1.1不同處理對根際土壤細(xì)菌數(shù)量的影響由圖1可知,不同處理與對照根際土壤中細(xì)菌數(shù)量的變化趨勢相同,苗期至瓜期細(xì)菌的數(shù)量呈現(xiàn)不斷上升的趨勢,在拉秧期數(shù)量有所下降,降到整個生育期的最低點(diǎn)。與對照相比,木霉菌處理在花期、結(jié)果期根際土壤中細(xì)菌的數(shù)量與對照相當(dāng),在苗期和拉秧期低于對照;細(xì)菌D和放線菌317處理于各生育時期根際土壤中細(xì)菌的數(shù)量均高于對照處理?？梢姴煌N單一菌的施入對根際土壤中細(xì)菌數(shù)量的影響是不同的。細(xì)菌D和放線菌317的加入利于土壤中細(xì)菌數(shù)量的繁殖和穩(wěn)定,自苗期開始數(shù)量逐漸增多,到拉秧期有所下降,可能與黃瓜生育后期根際的分泌物質(zhì)成分以及土壤中物質(zhì)成分有關(guān)。2.1.2木霉、細(xì)菌d和放線菌的數(shù)量由圖2可知,細(xì)菌D和放線菌317處理與對照的變化趨勢基本相同,在花期根際土壤中放線菌的數(shù)量最多,在拉秧期降到整體生育期的最低值。木霉菌處理,根際中土壤中放線菌的數(shù)量在苗期最低,隨后隨生育期的延長放線菌的數(shù)量有所增加在拉秧期達(dá)到生育期中的最高值。與對照相比,木霉處理在花期和瓜期放線菌的數(shù)量與對照相當(dāng),拉秧期數(shù)量明顯高于對照;細(xì)菌D和放線菌317處理于花期土壤中放線菌的數(shù)量達(dá)到最高值,其他生育時期與對照差異不明顯?？梢娡寥乐惺┤肽久购髮Ψ啪€菌的生長有促進(jìn)作用,并且隨生育時期的延長放線菌的數(shù)量呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢。2.1.3拉秧期對土壤真菌數(shù)量的影響由圖3可知,細(xì)菌D和放線菌317處理根際土壤中真菌數(shù)量的變化趨勢相同,不同生育時期根際土壤中真菌數(shù)量明顯低于對照;在花期和結(jié)果期土壤中的真菌數(shù)量有增加的趨勢,但到拉秧期可以明顯的控制土壤中真菌的數(shù)量,可能跟土壤中細(xì)菌和放線菌的繁殖定植的過程有關(guān)。木霉菌處理根際土壤中真菌的數(shù)量隨生育時期的延長而呈現(xiàn)增長的趨勢,在拉秧期根際土壤中真菌的數(shù)量達(dá)到整個生育期的最高值,但稍低于對照?？梢?土壤中施入木霉菌后由于其在土壤中的定植,使得土壤中真菌的數(shù)量呈現(xiàn)上升的趨勢;對照在黃瓜的生育后期由于土壤中微生物種群結(jié)構(gòu)的變化使得土壤中真菌的數(shù)量迅速增長,可能為土傳病害生育后期發(fā)生嚴(yán)重的原因。2.2不同時期黃瓜根間土壤的酶活性動態(tài)變化2.2.1不同生育期拉秧期對土壤中過氧化氫酶活性的影響由圖4可見,3個不同處理整個生育期根際土壤中過氧化氫酶活性的變化趨勢與對照相同,苗期最低,隨著生育時期的延長,活性不斷增大,在拉秧期根際土壤中過氧化氫酶的活性最高。但不同生育時期與對照相比,過氧化氫酶的活性差異不明顯。2.2.2拉秧期根際土壤中業(yè)基因酶活性的變化由圖5可知,3個處理根際土壤脲酶的變化趨勢相同,在花期根際土壤脲酶的活性最低,拉秧期根際土壤脲酶的活性最高;對照在苗期根際土壤脲酶的活性最大,在黃瓜花期根際土壤脲酶的活性值最低。3個處理于結(jié)果期開始,酶活性明顯高于對照,其中拉秧期達(dá)到整個生育期的最高。2.2.3拉秧期土壤蔗糖酶活性對土壤蔗糖酶活性的影響由圖6可知,隨生育時期的延長根際土壤蔗糖酶的活性不斷增大,在苗期土壤蔗糖酶的活性最小,在拉秧期土壤蔗糖酶的活性最大。3個處理不同生育時期土壤蔗糖酶的活性均高于對照對應(yīng)時期根際土壤蔗糖酶的活性。2.3根際土壤中細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量的變化由表1可知,接種D細(xì)菌后與對照相比根際土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量有所增加,分別增加14.82%和5.87%,真菌的數(shù)量減少;細(xì)菌、放線菌與真菌數(shù)量比均明顯增加,約為對照的2倍和3倍。接種放線菌317后與對照相比根際土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量同樣有所增加,分別為0.73%和9.45%,真菌的數(shù)量明顯減少;細(xì)菌、放線菌與真菌數(shù)量比均明顯增加約為對照的2~3倍。接種木霉后與對照相比放線菌的數(shù)量明顯增加,為20.58%,真菌和細(xì)菌的數(shù)量有所減少;細(xì)菌、放線菌與真菌數(shù)量比與對照相比均有所增加,增加約為對照的1倍?？梢?施入生防菌后黃瓜根際土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量增加,真菌的數(shù)量下降,細(xì)菌、放線菌與真菌的數(shù)量比均增加,表明生防菌的施入可使黃瓜根際土壤微生物區(qū)系向有利于作物生長的細(xì)菌型轉(zhuǎn)變。2.4不同菌種對蔗糖酶活性的影響由表2可知,與對照相比細(xì)菌D處理可以使蔗糖酶的活性提高14.65%,過氧化氫酶的活性提高2.34%,脲酶的活性提高78.61%;放線菌317處理可以使蔗糖酶的活性提高8.98%,過氧化氫酶的活性提高2.69%,脲酶的活性提高67.11%;木霉菌處理可使蔗糖酶的活性提高10.77%,過氧化氫酶的活性提高2.69%,脲酶的活性提高62.39%;可見單獨(dú)施入某一種菌可以在一定程度上提高根際土壤酶的活性,其中對蔗糖酶和脲酶的影響比較大,對過氧化氫酶的影響不大,可能與土壤中微生物菌群結(jié)構(gòu)及數(shù)量的變化有關(guān)。3根際土壤細(xì)菌多樣性的變化黃瓜種植時分別穴施單一生防菌株細(xì)菌D、放線菌317和木霉,不同生育時期動態(tài)變化結(jié)果表明,細(xì)菌D和放線菌317的施入利于細(xì)菌和放線菌數(shù)量的增加,同時有效控制土壤中真菌數(shù)量的增加;木霉菌的施入利于土壤中放線菌數(shù)量的增加,利于真菌數(shù)量的增加(可能因?yàn)槟久乖谕寥乐械拇罅糠敝?。對照處理自苗期開始土壤中的真菌數(shù)量不斷的累積,在拉秧期飛躍式增長,此時期細(xì)菌和放線菌的數(shù)量減少,這可能就是土壤真菌病害在生育后期容易爆發(fā)的原因。拉秧期結(jié)果表明,細(xì)菌D和放線菌317處理可提高根際土壤中細(xì)菌的數(shù)量;降低真菌的數(shù)量;對放線菌數(shù)量的影響不明顯。木霉菌處理可明顯提高根際土壤放線菌和真菌的數(shù)量,對細(xì)菌的數(shù)量影響不明顯。3種處理細(xì)菌與真菌數(shù)量比和放線菌與真菌數(shù)量比與對照相比均有所增加。土壤酶作為土壤的組成部分,其活性大小可較敏感地反映土壤中生化反應(yīng)的方向和強(qiáng)度。土壤脲酶活性與土壤的微生物數(shù)量、有機(jī)質(zhì)含量等密切相關(guān)。土壤過氧化氫酶活性與土壤呼吸強(qiáng)度和土壤微生物活動相關(guān),是重要的土壤微生態(tài)環(huán)境指示因子,能有效防止過氧化氫的毒害。蔗糖酶不僅能夠表征土壤生物學(xué)活性強(qiáng)度,也可以作為評價(jià)土壤熟化程度和土壤肥力水平的一個指標(biāo)。黃瓜種植時分別穴施單一生防菌株細(xì)菌D、放線菌317和木霉,不同生育時期的動態(tài)變化表明,3個處理對根際土壤中蔗糖酶、脲酶和過氧化氫酶都有促進(jìn)的作用,在拉秧期各酶活達(dá)到最大值,但不同酶活的變化趨勢不同;拉秧期結(jié)果表明,3個處理對蔗糖酶和脲酶的影響較大,對過氧化氫酶的影響較小。可能與土壤中微生物數(shù)量及種類和土壤中物質(zhì)成分有關(guān)。設(shè)施蔬菜的連作使土壤中有毒有害物質(zhì)逐漸積累,導(dǎo)致微生物種群數(shù)量及結(jié)構(gòu)